專利名稱：場致發(fā)光器件及其制備方法
領(lǐng)域本發(fā)明涉及場致發(fā)光器件(下文稱為″EL器件″)，它具有包含發(fā)光顆粒和粘合劑樹脂的發(fā)光層。具體來說，本發(fā)明涉及能獲得高發(fā)光效率的EL器件。
背景技術(shù)：
已知的EL器件包括所謂的“分散型發(fā)光層”，它通過將發(fā)光顆粒(如熒光顆粒)分散在粘合劑樹脂(如具有高介電常數(shù)的聚合物)中而形成，可見于以下出版物。
例如，JP-B-59-14878揭示了一種EL器件，它包含透明基材、透明電極層、由偏二氟乙烯類粘合劑樹脂組成的絕緣層、包含偏二氟乙烯類粘合劑樹脂和熒光顆粒的發(fā)光層、與上述相同的絕緣層和背面電極，上述這些層以此順序?qū)雍?。JP-B-62-59879揭示了一種EL器件，它包含聚酯膜、ITO電極、包含熒光顆粒和氰乙基化乙烯-乙烯醇共聚物(粘合劑樹脂)的發(fā)光層和鋁箔(背面電極)，并以此順序?qū)雍稀?br> 然而，遺憾的是，在這類“分散型發(fā)光層”的情況下亮度難以增加。這是因為發(fā)光顆粒的比重大于粘合劑樹脂，在用于形成發(fā)光層的包含發(fā)光顆粒分散于粘合劑樹脂溶液的涂料中這些發(fā)光顆粒往往會下沉，因此在由該涂料形成的發(fā)光層中發(fā)光顆粒難以均勻地分散。而且，為了提高發(fā)光顆粒在發(fā)光層中的填充率而增加發(fā)光顆粒在涂料中用量時，分散性會變差。發(fā)光顆粒的填充率最多為涂料重量的20體積％。此外，使用這類分散型涂料較難增加發(fā)光層的涂層厚度并同時保持厚度的均勻性。因此，為了增加發(fā)光層厚度就應(yīng)增加涂覆涂料的次數(shù)，因此生產(chǎn)率下降，且難以得到卷筒狀的大面積EL器件。
已知具有“層合型發(fā)光層”的EL器件是解決“分散型發(fā)光層”缺點的一種方法。例如，美國專利5,019,748和5,045,755揭示了具有層合型發(fā)光層的EL器件，它由三層層合件組成，該三層層合件包含(1)具有高介電常數(shù)的第一介電粘合劑層，施用在透明基材的透明導(dǎo)電層上；(2)熒光顆粒層，其形式為大致單層(厚度不超過顆粒的最大尺寸)，通過將干燥的熒光顆粒(發(fā)光顆粒)靜電施涂到第一介電粘合劑層上而形成；和(3)位于熒光顆粒層上的第二介電層，含有高介電常數(shù)的介電材料，該層填滿相鄰熒光顆粒之間的空隙。背面電極施加在第二介電層的表面，由此第二介電層用作絕緣層。
與上述“分散型發(fā)光層”相比，用所揭示的方法可以連續(xù)進(jìn)行涂覆過程，可以制造卷筒狀EL器件。然而，上述出版物和專利說明書并未揭示在卷筒狀EL器件的制造過程中，例如沿透明基材的縱向形成連續(xù)終端(匯流排(buss))的具體方法，通過該連續(xù)終端能將電(電壓)從外界施加到透明導(dǎo)電層上。
為了增加EL器件的面積，關(guān)鍵因素是如何提供從外界供應(yīng)電(電壓)至透明導(dǎo)電層的連續(xù)終端(匯流排)。例如，在用于顯示的小面積EL器件的情況下，匯流排不與背面電極電氣相連，它可以通過有效地重復(fù)絲網(wǎng)印刷形成在透明導(dǎo)電層上。然而，以上引用的出版物或?qū)＠麩o一篇揭示了在器件的縱向連續(xù)地形成匯流排，或者用于此類形成的任何方法。
常規(guī)的“層合型發(fā)光層”具有數(shù)個缺點。例如，具有“層合型發(fā)光層”的EL器件和具有“分散型發(fā)光層”的EL器件，當(dāng)它們與具有相同頻率和相同電壓的電源連接時，前者的發(fā)光亮度等于或大于后者。然而，發(fā)光效率并未提高太大，或者有時它會變差。
發(fā)光效率(″η″)是由下式確定的值η＝L×π×S/P其中P是使用的電(有效電功率)(單位瓦特)，L是用亮度計測得的亮度(單位cd/m2)，S是發(fā)光表面的面積，和π是圓的圓周與其直徑的比。換句話說，發(fā)光效率低意味著每單位有效電功率的亮度低，從而功率效率低。因此，從節(jié)能角度考慮目標(biāo)是提高發(fā)光效率。
概述在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種EL器件，其發(fā)光效率得到了有效提高。較好的這類場致發(fā)光器件包含透明導(dǎo)電層，位于透明導(dǎo)電層背面的粘合劑層，發(fā)光顆粒層，包含大致單層的含發(fā)光顆粒的顆粒，該層通過粘合劑層施用在透明導(dǎo)電層的背面，
包含絕緣顆粒的絕緣層，它位于發(fā)光顆粒層的背面，和位于絕緣層背面的背面電極，其中發(fā)光顆粒包埋在粘合劑層中，或者發(fā)光顆粒基本上不嵌入絕緣層內(nèi)。
在另一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種EL器件的制造方法，該方法能以高生產(chǎn)率制備具有高發(fā)光效率的片狀EL器件，而不使用上述分散涂料。
用于制備場致發(fā)光器件(可任選地包含上述特征)的較佳方法包括以下步驟在透明導(dǎo)電層的背面或絕緣層的表面上施涂用于形成第一層粘合劑層的涂料，在涂料凝固之前在施涂的涂層上放置層狀的含發(fā)光顆粒的顆粒，在部分包埋顆粒層之后固化該涂層，形成第一層粘合劑樹脂和與該第一層粘合的發(fā)光顆粒層，在發(fā)光顆粒層上施涂用于形成第二層粘合劑層的涂料，固化該涂層，以將發(fā)光顆粒包埋在由第一層和第二層組成的粘合劑層中而不露出發(fā)光顆粒的表面，和將透明導(dǎo)電層和絕緣層中的另一層施用在包埋發(fā)光顆粒的粘合劑層上。
在還有一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種EL器件，它可制成卷筒狀，由此能容易地制備大尺寸的發(fā)光器件。
在該實施方案中，本發(fā)明提供了如上所述的一種場致發(fā)光器件，其中透明導(dǎo)電層、發(fā)光顆粒層、絕緣層和背面電極較好是沿透明導(dǎo)電層的長度方向連續(xù)延伸。該器件較好還包含至少一根與透明導(dǎo)電層的背面電氣相連的匯流排，其寬度小于透明導(dǎo)電層的寬度，沿透明導(dǎo)電層的長度方向連續(xù)延伸，匯流排不與背面電極電氣相連。
本發(fā)明一個實施方案的EL器件的特點之一是發(fā)光顆粒包埋在粘合劑層中，由此能提高與有效電功率(發(fā)光效率)有關(guān)的亮度效率。
盡管不希望束縛于理論，該結(jié)構(gòu)的EL器件的功能可假定如下在常規(guī)的層合型EL器件中，熒光(發(fā)光)顆粒之間的空隙被具有非常高介電常數(shù)的填料(如絕緣顆粒等)所填滿。從而熒光顆粒之間的空隙內(nèi)電容增加。因此，由于生成焦耳熱使得這些空隙內(nèi)的介電損耗增加和/或電功率損失。所以發(fā)光效率下降。
一般來說，絕緣顆粒的介電常數(shù)至少為100，絕緣效果較高的典型絕緣材料(如鈦酸鋇)的介電常數(shù)為1,000或更大。與這些絕緣顆粒相比，可用作粘合劑樹脂(有時稱為“基體樹脂”)的有機(jī)聚合物或高介電聚合物通常具有低于約50的介電常數(shù)，較佳的高介電聚合物(如偏二氟乙烯樹脂和氰基樹脂)具有約5-30的介電常數(shù)。除非另外指出，本文中的介電常數(shù)是在施加1kHz交流電下測得的具體介電常數(shù)。
在本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光顆粒較好是包埋在粘合劑樹脂層中，較好是很少量(或者更好是實際上沒有)介電常數(shù)非常高的絕緣顆粒存在于相鄰發(fā)光顆粒之間的空隙內(nèi)。因此可有效地降低這些空隙內(nèi)的電容。
本發(fā)明另一個實施方案的EL器件的特點之一是發(fā)光顆?；旧喜磺度虢^緣層。當(dāng)發(fā)光顆粒層基本上不嵌入絕緣層時，介電常數(shù)非常高的填料(如絕緣顆粒等)不填充在磷光(發(fā)光)顆粒之間的空隙內(nèi)，這與上述實施方案中類似。因此，可以盡可能地抑制由于這些空隙內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱而引起的介電損耗和電功率損耗的增加，由此可增加發(fā)光效率。該結(jié)構(gòu)可容易地形成，例如，與上述情況類似，通過將發(fā)光顆粒包埋在粘合劑層中，以使得顆粒表面不露出與絕緣層接觸的粘合劑層的背面。
本發(fā)明一個較佳實施方案中的EL器件的特點是透明導(dǎo)電層、發(fā)光顆粒層、絕緣層和背面電極沿透明電極層的長度方向連續(xù)延伸，該器件還包含至少一根匯流排，它與透明導(dǎo)電層的背面電氣相連，寬度小于透明導(dǎo)電層的寬度，沿透明導(dǎo)電層的長度方向連續(xù)延伸。另一個較佳特點是該匯流排不與背面電極電氣相連。因此，可以制得卷筒狀的EL器件，由此可容易地形成大尺寸的發(fā)光顯示。
當(dāng)匯流排不直接與發(fā)光層接觸時，就更容易形成卷筒狀的大面積EL器件，因為背面電極可以施加到發(fā)光層的基本上整個背面上，由此發(fā)光層的基本上整個表面可發(fā)光。
例如，匯流排可與發(fā)光層的邊緣區(qū)域直接接觸。然而，在這種情況下，匯流排和沒有施加背面電極的無電極區(qū)應(yīng)位于發(fā)光層的背面以隔開背面電極和匯流排，使得匯流排和背面電極互相之間沒有電氣相連。發(fā)光層對應(yīng)于無電極區(qū)的一部分發(fā)光表面可基本上不發(fā)光，這樣可以不增加發(fā)光區(qū)。
本發(fā)明的EL器件可用多種方法制備。例如，較好是用包括以下步驟的方法制備在透明導(dǎo)電層的背面或絕緣層的表面上施涂用于形成第一層粘合劑層的涂料，在涂料凝固之前在施涂的涂層上放置層狀的含發(fā)光顆粒的顆粒，在部分包埋顆粒層之后固化該涂層，形成第一層粘合劑樹脂和與該第一層粘合的發(fā)光顆粒層，
在發(fā)光顆粒層上施涂用于形成第二層粘合劑層的涂料，固化該涂層，以將發(fā)光顆粒包埋在由第一層和第二層組成的粘合劑層中而不露出發(fā)光顆粒的表面，和將透明導(dǎo)電層和絕緣層中的另一層施用在包埋發(fā)光顆粒的粘合劑層上。
上述方法能以良好的生產(chǎn)率制得具有改進(jìn)的發(fā)光效率的EL器件。而且能容易地制得片狀大面積EL器件或卷筒狀EL器件。
發(fā)明的實施方案

圖1示出了本發(fā)明一個實施方案的EL器件10，它包含與透明基材(圖中未示出)緊密接觸的透明導(dǎo)電層11、背面電極16和位于透明導(dǎo)電層和背面電極之間的發(fā)光層17。
在一個實施方案中，發(fā)光層17包含第一層粘合劑層12、發(fā)光顆粒層13、第二層粘合劑層14和絕緣層15，所述發(fā)光顆粒層13包含發(fā)光顆粒，這些發(fā)光顆粒與第一層粘合劑層緊密接觸，以使得它們部分嵌入第一層中，同時保持部分顆粒外露，所述第二層粘合劑層與發(fā)光顆粒層緊密接觸以覆蓋發(fā)光顆粒余下的外露部分，所述絕緣層15與第二層粘合劑層14緊密接觸。
在圖1的實施方案中，背面電極16和絕緣層15較好是互相接觸，它們的接觸表面較好基本上是平的。
在圖1的實施方案中，發(fā)光顆粒層13較好是完全包埋在包含粘合劑樹脂的粘合劑層中，不與含有絕緣顆粒的絕緣層15接觸，或者發(fā)光顆粒與絕緣層發(fā)生點接觸，即大多數(shù)發(fā)光顆粒(那些具有較大顆粒尺寸的發(fā)光顆粒等)與絕緣層發(fā)生點接觸，但是幾乎沒有，較好是沒有絕緣顆粒存在于相鄰發(fā)光顆粒之間的空隙內(nèi)。絕緣層和透明導(dǎo)電層的相對表面基本上是互相平行的，且大致是平的。該結(jié)構(gòu)對于增加發(fā)光效率是有利的。
如有必要，透明導(dǎo)電層和發(fā)光層可以互相接觸。在這種情況下可有效地增加亮度。一般來說，絕緣層和背面電極之間的界面基本上是平的。
EL器件的總厚度通常為50-3000微米，當(dāng)EL器件為卷筒狀時，其長度通常至少為1米。
較好是透明導(dǎo)電層的寬度寬于發(fā)光層的寬度，在透明導(dǎo)電層沒有形成發(fā)光層的區(qū)域內(nèi)至少形成一根匯流排，盡管這在圖中未示出。在這種情況下，匯流排不與發(fā)光層直接接觸，或者不與背面電極電氣相連。在這種結(jié)構(gòu)中，匯流排通常以兩條的形式施加在透明導(dǎo)電層的縱向邊緣附近，基本平行于承載背面電極的發(fā)光層。
匯流排的形狀和配置不限于以上所述，只要匯流排用作從外界向透明導(dǎo)電層供電(電壓)的終端。例如，匯流排可由多個小的匯流排部分以條形碼形式沿縱向延伸而組成，或者由多個位于器件長度方向的圓形匯流排部分組成。也就是說，在匯流排作為整體是連續(xù)延伸的范圍內(nèi)，小的匯流排可沿縱向不連續(xù)地存在。
例如，當(dāng)通過從E1器件坯料產(chǎn)品上切割所需長度來形成大尺寸顯示的EL器件時，發(fā)光層應(yīng)沒有不連續(xù)部分地位于透明導(dǎo)電層上，而在匯流排部分能用作終端用來從外界向透明導(dǎo)電層供電(電壓)的范圍內(nèi)，相鄰的匯流排部分可以不連續(xù)地存在。
匯流排可以由一種也可用于形成背面電極的施加方法由導(dǎo)電性材料形成。施加方法較好是施用含有導(dǎo)電性材料的涂料、氣相淀積、濺射等，因為在卷筒狀EL器件的制造方法中能容易地形成沿透明基材的長度方向連續(xù)延伸的匯流排。
如上所述，本發(fā)明一個較佳實施方案的EL器件的特征是發(fā)光顆粒包埋在粘合劑層中，并且在相鄰發(fā)光顆粒之間的空隙內(nèi)不存在絕緣顆粒。因此可增加發(fā)光效率。也就是說，熒光顆粒之間的空隙充滿不含絕緣顆粒的粘合劑樹脂。在該情況下，發(fā)光顆粒層基本上不嵌入絕緣層中。
術(shù)語“基本上不嵌入絕緣層中”是指(1)發(fā)光顆粒層不與絕緣層接觸，(2)發(fā)光顆粒層與絕緣層發(fā)生點接觸，或者(3)發(fā)光顆粒層與絕緣層接觸但是沒有絕緣顆粒存在于相鄰發(fā)光顆粒之間的空隙內(nèi)。在情況(1)和(2)中，絕緣層和透明導(dǎo)電層的相對表面大致互相平行，但基本上是平的。
此外，可使用具有較寬粒度分布的發(fā)光顆粒，以使得在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)一部分發(fā)光顆粒嵌入絕緣層中。
粒度分布可如下定義粒度不超過平均粒度5倍的顆粒的百分?jǐn)?shù)通常至少為85％，較好至少是90％，更好至少是95％，以顆粒總數(shù)計。粒度為平均粒度一半或更小的顆粒的百分?jǐn)?shù)通常至少為1％，較好至少為2％，特別是3-25％，以顆?？倲?shù)計。
粒度可用掃描電子顯微鏡(SEM照片)測量。在非球形顆粒的情況下，每個顆粒的粒度為SEM照片上觀察到的顆粒最大尺寸(如橢圓的長軸)和顆粒最小尺寸(如橢圓的短軸)的平均值。
如上所述，絕緣顆粒的介電常數(shù)通常至少為100，而粘合劑樹脂的介電常數(shù)通常低于50。在上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光顆粒包埋在粘合劑層中，但它們基本上不嵌入絕緣層中。因此，上述空隙內(nèi)的電容可有效地降低。
為了有效地降低上述空隙內(nèi)的電容，粘合劑層可任選地分成兩層，形成單層形式的發(fā)光顆粒層，以使得一部分發(fā)光顆粒層嵌入第一層粘合劑層，并且施加第二層粘合劑層以覆蓋發(fā)光層的外露部分，由此發(fā)光顆粒層就包埋在由第一層和第二層組成的粘合劑層中，而不露出發(fā)光顆粒的表面。在這種情況下，第一層和第二層基本上不含絕緣顆粒。
可被用作粘合劑樹脂的合適聚合物包括THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物)等。
當(dāng)粘合劑層具有兩層或多層時，在面對絕緣層的層中的粘合劑樹脂較好是具有盡可能小的介電常數(shù)和/或盡可能小的介電正切值。例如，在絕緣層側(cè)的層中的粘合劑樹脂的介電常數(shù)通常為20或更小，較好是15或更小，特別是1-10。
介電常數(shù)可通過向絕緣層一側(cè)的粘合劑層中加入玻璃泡(玻璃氣球或中空顆粒)來填滿微小氣泡而得以降低。在這種情況下，玻璃泡的直徑較好是小于發(fā)光顆粒的粒度，通常為10微米或更小。
基本上單層形式的發(fā)光顆粒層可以由涂料(漿液)形成，所述涂料(漿液)含有粘合劑樹脂(如高介電的聚合物)和分散在該粘合劑樹脂中的發(fā)光顆粒。在這種情況下，例如可用幕涂法來減少涂層的厚度而不在涂層上施加任何剪切力，并用來形成厚度與發(fā)光顆粒粒度大致相同的發(fā)光層。在涂層上不施加剪切力涂覆過程能容易地形成在縱向連續(xù)的發(fā)光層。涂層(涂膜)可用任何常規(guī)方法(如干燥、冷卻、固化等)進(jìn)行固化。
當(dāng)發(fā)光層包含發(fā)光顆粒層、粘合劑層和絕緣層時，其亮度比常規(guī)分散型EL器件有所增加。換句話說，不會象“分散型發(fā)光層”那樣產(chǎn)生由發(fā)光顆粒在用于形成發(fā)光層的涂料中沉降而導(dǎo)致的問題，因為絕緣層和粘合劑層是由幾乎不含(或者更好是不含)發(fā)光顆粒的涂料形成的。因此，發(fā)光顆粒在發(fā)光顆粒層中的填充率可以非常容易地增加，并可達(dá)到大致密堆積的狀態(tài)，例如至少60％，由此可容易地提高亮度和發(fā)光效率。從制造卷筒狀大面積EL器件的角度來看，較好的是具有發(fā)光顆粒層的EL器件。此外，非常容易形成沿縱向連續(xù)延伸的發(fā)光層。具有該結(jié)構(gòu)的發(fā)光單層發(fā)光顆粒層可通過粉末涂覆法形成，例如散布發(fā)光顆粒，詳情在下文描述。
具有該發(fā)光顆粒層的EL器件較好是用以下方法制得。
首先，將用于形成第一層粘合劑層的涂料施涂在透明導(dǎo)電層的背面，該透明導(dǎo)電層已經(jīng)形成在透明基材的背面上，在涂層凝固之前將含發(fā)光顆粒的顆粒以層狀形式散布在涂層上。在顆粒層部分嵌入涂層中之后，涂層可固化以形成第一層粘合劑層和部分嵌入第一層的發(fā)光顆粒層。
然后，將用于形成第二層粘合劑層的涂料施涂在上述發(fā)光顆粒層上并固化，以將發(fā)光顆粒層包埋在由第一層和第二層組成的粘合劑層中，而不露出發(fā)光顆粒的表面。
第一層和第二層的涂覆可用多種方法進(jìn)行，例如包括輥涂、繞線棒刮涂、刮涂、口模式涂布或幕涂。這些涂覆方法可容易地實現(xiàn)發(fā)光顆粒層的包埋和粘合劑層表面的平滑。
隨后，將絕緣層施用在其中嵌入發(fā)光顆粒層的粘合劑層(背面一側(cè))上。絕緣層較好是通過在粘合劑層背面上施涂用于絕緣層的含有樹脂和分散在該樹脂中的絕緣顆粒的涂料并干燥而形成的。
最后，在絕緣層的背面上施加背面電極，以制得本發(fā)明的EL器件。
或者，還可以施用另一種方法，該方法以相反的順序形成各層。也就是說，先將第二層粘合劑層、發(fā)光顆粒層和第一層粘合劑層層合在絕緣層的光滑表面上，所述絕緣層已經(jīng)形成在背面電極上，最后層合透明導(dǎo)電層(或者負(fù)載有透明導(dǎo)電層的透明基材)。
上述方法能非常容易地以高速率(即高生產(chǎn)率)連續(xù)制得具有改進(jìn)的發(fā)光效率的EL器件。例如，可以至少5mpm(米/分鐘)，較好是10-200mpm，特別是12-100mpm的涂覆速率制得EL器件。
發(fā)光顆粒層中所含顆粒中發(fā)光顆粒的用量較好是至少40％(體積)。當(dāng)發(fā)光顆粒的用量低于40％(體積)時，改進(jìn)亮度和發(fā)光效果的作用會變差。當(dāng)顆粒由發(fā)光顆粒組成時，亮度和發(fā)光效果會最大。因此，發(fā)光顆粒層中所含發(fā)光顆粒的用量特別好是50-100％(體積)。
絕緣層可放置得離發(fā)光顆粒層和粘合劑層有一定的距離(空隙)，以使得發(fā)光顆?；旧喜粫度虢^緣層中。在這種情況下，發(fā)光顆粒的表面可露在粘合劑層上。也就是說，表面暴露在絕緣層和粘合劑層之間形成的空氣層(空隙)中。該結(jié)構(gòu)可如下形成在發(fā)光顆粒部分嵌入其中的粘合劑層背面上不連續(xù)地提供間隔元件(spacer element)，并使絕緣層與間隔元件粘合。在這種情況下，發(fā)光顆粒的表面暴露在被粘合劑層、間隔元件和絕緣層包圍的空氣層(空隙)內(nèi)。在該結(jié)構(gòu)中，發(fā)光顆?；旧喜磺度虢^緣層中。
如上所述，本發(fā)明的較佳實施方案提供了一種EL器件，它可被制成卷筒狀。在卷筒狀EL器件中，將透明導(dǎo)電層、發(fā)光層(包含粘合劑層、通過粘合劑層與透明導(dǎo)電層粘合的發(fā)光顆粒層和絕緣層)、背面電極和匯流排放置在沿縱向連續(xù)延伸的透明基材上，它們沿透明基材的縱向連續(xù)延伸。因此，非常容易得到具有沿縱向連續(xù)延伸的大面積(平面尺寸)發(fā)光層等的EL器件。也就是說，制得了具有沿縱向延伸的發(fā)光層的卷筒狀EL器件，并作為坯料加以貯存。然后，可通過從EL器件坯料產(chǎn)品上切割一段長度來獲得具有所需長度的EL器件。
使用絲網(wǎng)印刷的常規(guī)制備方法可以在透明底材上沿縱向不連續(xù)地形成層合部件，如發(fā)光層、匯流排等。用絲網(wǎng)印刷制得的常規(guī)的EL器件坯料產(chǎn)品只能提供尺寸(長度)不包括上述不連續(xù)部分的EL器件。與此相比，如上所述，當(dāng)本發(fā)明的卷筒狀EL器件用作坯料產(chǎn)品時，它可用到具有不同尺寸的產(chǎn)品上。
卷筒狀EL器件較好是由包含以下步驟的方法制得提供透明基材，它的一面上施用了透明導(dǎo)電層；通過在透明導(dǎo)電層上放置粘合劑層、發(fā)光顆粒層和絕緣層來形成發(fā)光層，以使得發(fā)光層的寬度小于透明導(dǎo)電層的寬度；在承載有發(fā)光層的基材的透明導(dǎo)電層的外露部分(即無發(fā)光層區(qū))上沿透明基材的縱向放置掩模，所述掩模的寬度小于無發(fā)光層區(qū)的寬度；在承載有發(fā)光層的基材上施用導(dǎo)電性材料以形成背面電極和匯流排，由于存在掩模或移開掩模后的部分外露，使得該匯流排既不與發(fā)光層也不與背面電極電接觸。
該方法的特點之一是背面電極和匯流排的形成較好是使得匯流排既不與發(fā)光層也不與背面電極直接接觸，這是由于存在(1)掩?；蛘?2)已經(jīng)移開掩模的透明導(dǎo)電層未施用發(fā)光層的外露部分。
在該方法中，如有必要可除去掩模。除去掩模不是必需的，只要匯流排不與背面電極電氣相連。例如，當(dāng)用不同施用裝置同時、或者在不同步驟中施加用于形成背面電極的第一導(dǎo)電材料和用于形成匯流排的第二導(dǎo)電材料，而掩模防止由兩種導(dǎo)電材料形成的背面電極和匯流排互相接觸時，不除去掩模。此外，當(dāng)發(fā)光層和掩模的厚度足夠大于欲形成的匯流排厚度，且同時施用的導(dǎo)電材料可以在形成匯流排區(qū)和形成背面電極區(qū)之間分開時，不除去掩模。然而，由于可容易地形成不互相電氣相連的背面電極和匯流排，較好是除去掩模。
第一和第二導(dǎo)電材料可以相同或不同。然而，匯流排和背面電極較好是同時形成，這樣制備步驟可筒化，生產(chǎn)率可提高。
當(dāng)用包括以下步驟的方法制備EL器件時，能以高生產(chǎn)率制得具有高亮度和大面積的卷筒狀EL器件，所述步驟為提供透明基材，它的一面上施用了透明導(dǎo)電層；將掩模放在透明導(dǎo)電層的表面，以用掩模覆蓋上面將形成匯流排的匯流排形成區(qū)，以使得在透明導(dǎo)電層上形成具有施加的掩模的匯流排形成區(qū)和沒有掩模的無掩模區(qū)；將發(fā)光層放在透明導(dǎo)電層的無掩模區(qū)上，以形成承載有發(fā)光層的基材；在承載有發(fā)光層的基材上施用導(dǎo)電材料以在發(fā)光層上形成背面電極，除去至少一部分掩模露出匯流排形成區(qū)，然后在外露的匯流排形成區(qū)上施用導(dǎo)電材料，形成背面電極和匯流排，由于存在掩?；蛞崎_掩模后的部分外露，該匯流排既不與發(fā)光層也不與背面電極電氣相連。
本方法的特點之一是在施用發(fā)光層之前將掩模施加到透明導(dǎo)電層上以形成具有施加掩模的匯流排形成區(qū)和沒有掩模的無掩模區(qū)。該方法在從形成發(fā)光層步驟到形成匯流排步驟中可容易地防止由于刮擦等造成的透明導(dǎo)電層上匯流排形成區(qū)的損壞。在這種情況下，掩模使得能容易地沿基材縱向形成連續(xù)的匯流排，并且掩模能用作透明導(dǎo)電層(匯流排形成區(qū))的保護(hù)膜。
在該方法中要除去掩模，較好是部分或全部除去。例如在施加步驟中，第一導(dǎo)電材料被施用到承載有發(fā)光層的基材上，至少一部分掩模應(yīng)除去以露出匯流排形成區(qū)。然后，在外露的匯流排形成區(qū)上施用第二導(dǎo)電材料以形成匯流排。或者，當(dāng)除去一部分掩模并在外露的匯流排形成區(qū)上施用第二導(dǎo)電材料時，如有必要可除去剩下的掩模。由于可容易地形成互相不電氣相連的背面電極和匯流排，較好是除去整個掩模。第一和第二導(dǎo)電材料可相同或不同。
當(dāng)掩模用作透明導(dǎo)電層的保護(hù)膜時，較好是在施用步驟中除去一部分掩模以露出匯流排形成區(qū)，然后在承載有發(fā)光層的基材上施用導(dǎo)電材料以同時形成背面電極和匯流排，該匯流排既不與發(fā)光層也不與背面電極電氣相連。由于能特別容易地形成不互相電氣相連的背面電極和匯流排，因此制造步驟可簡化。
上述匯流排較好是由導(dǎo)電材料的任何施用方法來形成，例如涂料液體的施涂、蒸汽淀積、濺射等。因此，在制造卷筒狀EL器件的方法中可特別容易地形成沿基材的縱向連續(xù)延伸的匯流排。以下將說明用來形成匯流排和背面電極的導(dǎo)電材料。
作為掩模材料，可使用用于通用涂覆方法的可再次剝離的(repeelable)粘合劑膠帶，如掩模膠帶，用于密封的施用膠帶等，可再次剝離的樹脂涂料等。
掩模的厚度通常為0.1-100微米。當(dāng)掩模用作透明導(dǎo)電層(匯流排形成區(qū))的保護(hù)膜時，其較佳厚度為0.1-30微米。
現(xiàn)詳細(xì)說明用于本發(fā)明的組件。
透明基材較好是用作透明導(dǎo)電層的承載物。透明基材可以是用于常規(guī)分散型EL器件的玻璃板、塑料膜等、用作基材的合適塑料膜的例子是以下這些物質(zhì)的膜聚酯樹脂，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等；丙烯酸類樹脂，如聚甲基丙烯酸甲酯、改性的聚甲基丙烯酸甲酯等；氟樹脂，如聚偏二氟乙烯、丙烯酰基改性的聚偏二氟乙烯等；聚碳酸酯樹脂；氯乙烯樹脂，如氯乙烯共聚物；等。
透明基材可以是單層膜，也可以是多層膜。例如，當(dāng)單層膜或多層膜的至少一層具有高透明度且含有一種染料顯示發(fā)光層發(fā)出顏色的互補(bǔ)色時，光的白度會增加。較好是，當(dāng)發(fā)光層發(fā)出的光是藍(lán)綠色時，這些染料的例子是紅色或粉紅色發(fā)光染料，如若丹明6G、若丹明B、苝染料等。此外，可使用包含這些染料分散在樹脂中的經(jīng)加工顏料。
較好是透明基材的兩面通常是平的，然而要是不損害本發(fā)明效果的話，不與透明導(dǎo)電層接觸的一面可以具有棱形凸起。
透過透明基材的透光率通常至少為60％，較好至少為70％，特別是至少為80％。此處的“透光率”是指使用紫外線/可見光分光光度計“U best V-560”(由NIPPON BUNKO BABUSHKIKAISHA制造)用550nm的光測得的透光率。
當(dāng)形成卷筒狀EL器件時，透明基材的厚度通常為10-1000微米。
透明基材可含有添加劑，如紫外線吸收劑、吸濕劑、著色劑、磷光材料、熒光粉等，只要不損害本發(fā)明的效果。
透明導(dǎo)電層較好是位于透明基材的背面，與之緊密接觸。透明導(dǎo)電層可以是任何用于分散型EL器件的透明電極，如ITO(氧化銦錫)膜等。透明導(dǎo)電層的厚度通常為0.01-1000μm，表面電阻率通常為500Ω/平方或更低，較好為1-300Ω/平方。透光率通常至少為70％，較好的至少為80％。
合適的ITO膜可用任何常規(guī)成膜方法形成，如汽相淀積、濺鍍、糊料涂布等。ITO膜可任選地直接形成在透明基材上，然而也可以在透明基材上形成一層底涂層，然后在底涂層上形成一層ITO膜。底涂層的厚度通常為0.1-100微米。代替底涂層的方法可以是將透明基材的表面用電暈等進(jìn)行處理以便粘合ITO膜?；蛘呖梢栽诎l(fā)光層上形成ITO膜，然后在ITO膜上層合透明基材。
或者，可以將已形成在臨時基材的剝離表面上的ITO膜通過透明粘合劑轉(zhuǎn)移到透明基材的背面上。作為臨時基材，可使用剝離紙、剝離膜、低密度聚乙烯膜等。
背面電極層較好是位于發(fā)光層的背面，即面向絕緣層的一側(cè)。在圖1的實施方案中，背面電極與發(fā)光層直接接觸。
可以在背面電極和發(fā)光層之間提供一層樹脂層，用于提高兩者之間的粘合。用于樹脂層的樹脂可以是與粘合劑樹脂相同的樹脂，下文會說明。樹脂層可以含有絕緣的有機(jī)顆粒。
背面電極可以是用于分散型EL器件的導(dǎo)電膜，如鋁、金、銀、銅、鎳、鉻等的金屬膜；透明導(dǎo)電膜，如ITO膜；導(dǎo)電膜，如導(dǎo)電碳膜；等。這種導(dǎo)電材料膜較好是通過施涂含導(dǎo)電材料的涂料(如繞線棒刮涂、噴涂、幕涂等)、汽相淀積、濺鍍等來形成。金屬膜可以是氣相淀積膜、濺鍍膜、金屬箔等。此外，包含承載有導(dǎo)電層的基材(如聚合物膜等)的電極膜也可用作背面電極。
背面電極的厚度通常為5nm至1mm。
當(dāng)背面電極由透明導(dǎo)電膜組成且絕緣層透明時，EL器件可以從兩面發(fā)光。
粘合劑層較好是放在透明導(dǎo)電層的背面上，與之緊密接觸，由此容易地增加發(fā)光層的發(fā)光效率。粘合劑層較好是含有粘合劑樹脂的透明層。第一層和第二層粘合劑層的厚度通常為0.5-1000微米，透光率通常至少為70％，較好至少為80％。粘合劑層的總厚度(不考慮單層或具有兩層或更多層的多層)通常為1.0-2000微米，透光率通常至少為70％，較好至少為80％。
粘合劑樹脂可以是高介電的聚合物，具有較低介電常數(shù)的聚合物(例如小于5)等。具有高介電常數(shù)的聚合物是介電常數(shù)通常至少約5，較好為7-25，更好是8-18的聚合物。當(dāng)介電常數(shù)太低時，亮度不會增加。當(dāng)介電常數(shù)太高時，發(fā)光效率不增加。
具有高介電常數(shù)的聚合物的例子是偏二氟乙烯樹脂(如上述THV等)、氰基樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂等，以及其中兩種或多種的混合物。例如，偏二氟乙烯樹脂可以通過偏二氟乙烯和至少一種其它含氟單體的共聚合得到。其它含氟單體的例子是四氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯等。
氰基樹脂的例子是氰乙基纖維素、氰乙基化乙烯-乙烯醇共聚物、氰乙基支鏈淀粉、氰乙基化聚乙烯醇等。
粘合劑層通常由粘合劑樹脂組成，但它可含有添加劑，如其它樹脂、填料、氣泡、中空或?qū)嵭牡男〔Ａьw粒、表面活性劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、防霉劑、防銹劑、吸濕劑、著色劑、熒光粉等，只要不損害本發(fā)明的效果。例如，當(dāng)發(fā)光顆粒層發(fā)出的光是藍(lán)綠色時，粘合劑層可含有紅色或粉紅色的熒光染料，如若丹明6G、若丹明B、苝染料等。此外，上述其它樹脂可以是可固化或粘性的。
此外，位于絕緣層一側(cè)的粘合劑層可含有氣泡或中空的微小玻璃顆粒，用來降低粘合劑層的介電常數(shù)。
發(fā)光層中的絕緣層對于有效地防止發(fā)光層介電擊穿是重要的。絕緣層中所含的絕緣材料可以是介電常數(shù)為100或更大的材料，例如無機(jī)絕緣顆粒，可用于常規(guī)分散型EL器件。
絕緣層可通常為由事先將絕緣顆粒分散在樹脂中制得的涂料形成的涂層。絕緣層的樹脂較好是具有高介電常數(shù)的聚合物，它可用于粘合劑層中。
絕緣顆粒的例子是例如二氧化鈦、鈦酸鋇等的絕緣無機(jī)材料。
絕緣層可通過向背面電極或其中嵌入發(fā)光顆粒層的粘合劑層上施涂涂料來形成。
當(dāng)絕緣層是包含絕緣顆粒和高介電常數(shù)的聚合物的涂層時，絕緣顆粒的含量為1-400重量份，較好是10-350重量份，更好是20-300重量份，以每100重量份高介電常數(shù)的聚合物計。當(dāng)絕緣顆粒的量太小時，絕緣效果下降，當(dāng)施加較高電壓時會發(fā)生介電擊穿。當(dāng)絕緣顆粒的量太大時，涂料的施用變得困難。
絕緣層的厚度通常為2-1000微米。絕緣層可含有添加劑，如填料、表面活性劑、抗氧化劑、防霉劑、防銹劑、吸濕劑、著色劑、熒光粉、可固化樹脂、增粘劑等，只要不損害本發(fā)明的效果。
當(dāng)發(fā)光顆粒層中的發(fā)光顆粒處于交流電場時，這些發(fā)光顆粒自發(fā)發(fā)光。作為這些顆粒，可使用用于分散型EL器件的發(fā)光層的熒光顆粒。熒光材料的例子是單獨(dú)的發(fā)光化合物物質(zhì)(如ZnS、CdZnS、ZnSSe、CdZnSe等)，或者熒光化合物和輔助組分(如Cu、I、C1、Al、Mn、NdF3、Ag、B等)的混合物。熒光顆粒的平均粒度通常為5-100微米?？墒褂闷渖闲纬刹Ａ?、陶瓷等的涂膜的顆粒狀熒光顆粒。
發(fā)光顆粒層的厚度通常為5-500微米。當(dāng)發(fā)光顆粒層由位于單層狀態(tài)的許多個顆粒組成時，可容易地使EL器件變薄。
此外，發(fā)光顆粒層可含有至少兩種發(fā)光顆粒。例如，將發(fā)射藍(lán)色、藍(lán)綠色、綠色或橙色光并具有互相離散光譜的至少兩種發(fā)光顆?；旌希尚纬删哂懈甙锥鹊陌l(fā)光層。
發(fā)光顆粒層可含有一種或多種除發(fā)光顆粒以外的顆粒，例如玻璃顆粒、著色材料、熒光粉、聚合物、無機(jī)氧化物等。例如，發(fā)射藍(lán)綠色光的發(fā)光顆粒與藍(lán)綠色的互補(bǔ)色--粉紅色著色材料(如含有若丹明6G、若丹明B、苝染料等的顆粒)混合，用于形成具有高白度的發(fā)光層。
包含粘合劑層、發(fā)光顆粒層和絕緣層的發(fā)光層的層合結(jié)構(gòu)可如下形成首先，用任何常規(guī)粉末涂覆方法在透明導(dǎo)電層的表面上形成發(fā)光顆粒層。例如，在透明導(dǎo)電層的背面施涂粘合劑層，然后在粘合劑層保持流動性時將含發(fā)光顆粒的顆粒用合適的方法(如靜吸入、噴射、重力散布等)撒在上面，以使得顆粒完全嵌入粘合劑層中。此后，使粘合劑層喪失流動性，粘合該粘合劑層和顆粒層。
當(dāng)粘合劑層由兩層組成時，形成的發(fā)光顆粒層是使得顆粒部分嵌入第一層中，然后使第一層喪失流動性，以使得粘合劑層和顆粒層粘合。然后，用第二層完全覆蓋發(fā)光顆粒的外露表面，以使得發(fā)光顆粒層包埋在粘合劑層中。
保持粘合劑層的可流動性較好可采用以下方法用來使由用于粘合劑層的含溶劑涂料形成的涂層保持未干燥狀態(tài)的方法，用來將粘合劑層保持在高于粘合劑層用樹脂的軟化點或熔點的溫度的方法，和用來向粘合劑層用涂料添加可輻射固化的單體或低聚物的方法。這些方法使得用于抑制粘合劑層可流動性的固化方法(干燥、冷卻或硬化)變得容易。
然后將絕緣層層合到如上形成的粘合劑層上，形成絕緣層與粘合劑層粘合的層合結(jié)構(gòu)。絕緣層較好是通過施用含形成絕緣層用材料的涂料并固化進(jìn)行層合，或者通過壓力粘合形成絕緣層用材料制得的膜來層合。這些方法必定能形成具有高耐久性的發(fā)光層，其中粘合劑層、發(fā)光顆粒層和絕緣層緊密地粘合在一起。
在如上形成的發(fā)光顆粒層中，粘合劑樹脂滲透到顆粒之間的空隙內(nèi)。在這種情況下，顆粒的填充率通常至少為20％(體積)，較好至少為30％(體積)，更好至少為40％(體積)，因為填充率的降低會導(dǎo)致亮度和發(fā)光效率下降。
于此，“顆粒的填充率”被定義為顆粒總體積占假設(shè)的包含發(fā)光顆粒層中所有顆粒和存在于這些顆粒之間材料的層的體積的百分?jǐn)?shù)。
此外，絕緣層可以是兩層或多層的層合物，只要不損害本發(fā)明的效果。
現(xiàn)說明本發(fā)明整體制備EL器件的方法的一個較佳例子。
先提供一塊其背面已層合有透明導(dǎo)電層的透明基材，將含有包埋發(fā)光顆粒層的粘合劑層施用到透明導(dǎo)電層的背面。
一般來說，透明導(dǎo)電層的背面基本上是平的。
當(dāng)粘合劑層由兩層或更多層組成時，顆粒嵌入粘合劑層數(shù)層中的一層，以使得每個顆粒垂直方向(即垂直于承載層平面的方向)的尺寸(如球形顆粒的直徑)的通常1-99％，較好是10-90％，更好是20-80％嵌入承載層中。當(dāng)嵌入百分?jǐn)?shù)低于1％時，顆粒層容易在形成粘合劑層的其它層時被損壞。當(dāng)顆粒嵌入的嵌入百分?jǐn)?shù)超過99％時，顆粒層就不能均勻地形成單層形式。
當(dāng)應(yīng)用匯流排時，粘合劑層的形成應(yīng)使得其寬度小于透明導(dǎo)電層的寬度。
對形成粘合劑層用涂料的涂覆厚度加以選擇，以使得粘合劑層的干厚度在上述范圍內(nèi)。當(dāng)粘合劑層是單層或多層時，形成粘合劑層用涂料的固體含量通常為5-80％(重量)。涂料中所用的合適溶劑選自常規(guī)的有機(jī)溶劑和溶劑混合物，較好是加以選擇以使得粘合劑樹脂能有效地均勻溶解。
涂料可使用混合或捏和設(shè)備加以制備，如均相混合機(jī)、砂磨機(jī)、行星式混合機(jī)等。
可使用諸如繞線棒刮涂器、輥涂機(jī)、刮涂機(jī)、口模式涂布機(jī)等涂布裝置來施涂涂層。
干燥條件取決于涂料中溶劑的種類和涂料的固體含量，通常包括室溫(25℃)和150℃之間的溫度，干燥時間在5秒至1小時的范圍內(nèi)。
在施涂形成粘合劑層用涂料之后3分鐘內(nèi)用上述方法播撒包括發(fā)光顆粒的顆粒，這使顆粒容易嵌入。涂料的干燥程度取決于顆粒和粘合劑層之間的可潤濕性，即播撒顆粒嵌入未干粘合劑層中的容易程度，通常在10-95重量％，較好在20-90重量％的范圍內(nèi)，以固體含量計。當(dāng)使用具有該固體含量的涂料時，能容易地使具有嵌入發(fā)光顆粒的粘合劑層的背面(其上形成了絕緣層)平整。在這種情況下，該粘合劑層的背面與透明導(dǎo)電層的背面大致平行。
在形成如上所述嵌入有發(fā)光顆粒層的粘合劑層之后，施涂用于形成絕緣層的涂層。
對用于形成絕緣層的涂料的涂覆厚度加以選擇，以使得絕緣層的干厚度在上述范圍內(nèi)。
形成絕緣層用的涂料的固體含量通常為5-70重量％。當(dāng)使用含有該固體含量的涂料時，絕緣層的表面(面對透明導(dǎo)電層)能容易地展平。涂料中所用溶劑選自常規(guī)有機(jī)溶劑，以使得絕緣材料能均勻地溶解或分散。
制備和施涂該涂料的裝置或工具與用于制備和施涂形成粘合劑層用的涂料的相同。
干燥條件取決于涂料中溶劑的種類和涂料的固體含量，通常包括室溫(25℃)和150℃之間的溫度，干燥時間在5秒至1小時的范圍內(nèi)。
最后，在絕緣層上層合背面電極。
在透明導(dǎo)電層的無發(fā)光層的區(qū)域上形成匯流排。在這種情況下，匯流排可通過使用如上所述掩模的方法來形成，以使得匯流排既不與發(fā)光層也不與背面電極電氣相連。
背面電極可用如上所述的方法來形成。其中，在真空中形成薄膜的方法，如氣相淀積和濺鍍能較好地用來在已經(jīng)干燥的絕緣層上有效地形成背面電極，背面電極和絕緣層之間的粘合力良好。匯流排可通過與用于形成背面電極相同的方法來形成。
一般來說，在發(fā)光層的整個背面，即絕緣層上能連續(xù)地形成背面電極。然而，背面電極可以根據(jù)目的部分地形成在發(fā)光層上。例如，背面電極可以圖像的方式來形成。這樣，EL器件可發(fā)光顯示圖像。為了實現(xiàn)相同的目的，可以在縱向重復(fù)形成發(fā)光層，以顯示連續(xù)圖像。
上述制備方法中的步驟與制備卷筒狀產(chǎn)品的常規(guī)方法中的步驟大致相同。因此，可以采用用于制備常規(guī)卷筒狀產(chǎn)品的生產(chǎn)步驟以高生產(chǎn)率制備具有大面積、高亮度和高發(fā)光效率的卷筒狀EL器件。此外，因為上述方法不使用發(fā)光顆粒的分散涂料，而使由使用分散涂料而導(dǎo)致的問題得以解決。
EL器件可以用另一種與上述方法類似的方法加以制備，該方法包括在承載有背面電極的載體上施涂用于絕緣層的涂料，干燥施涂的涂層以形成絕緣層；形成其中包埋有發(fā)光顆粒的粘合劑層，干式層合帶有透明導(dǎo)電層的透明基材，然后如有必要在透明導(dǎo)電層的無發(fā)光層區(qū)上層合匯流排。該方法也是較好的。在這種情況下，背面電極的寬度小于透明導(dǎo)電層的寬度，匯流排既不與背面電極也不與發(fā)光層直接接觸。
本發(fā)明的EL器件可用作大尺寸顯示的光源，如內(nèi)部照明的廣告牌、道路標(biāo)志、裝飾性顯示等。
例如，圖像(如字符、圖案等)可印刷在透光片材表面，將該片材放在EL器件上，該片材的背面對著EL器件的發(fā)光面。
透光片材可以用與上述透明基材相同的材料制得，較好是透光率至少為20％。在這種情況下，片材的背面和EL器件的發(fā)光面較好是互相粘合在一起。為此使用透光的粘合劑。這些粘合劑的例子是壓敏丙烯酸類粘合劑、熱敏丙烯酸類粘合劑等。
或者，可通過使用透光片材作為上述透明基材，在透光片材的背面上直接形成透明導(dǎo)電層，將發(fā)光層層合在導(dǎo)電層上，如此組裝EL器件內(nèi)置式顯示器。
此外，棱鏡型逆向反射片可用作透光片材(或透明基材)。它與逆向反射片的結(jié)合可以賦予EL器件內(nèi)置式顯示器以逆向反射性和自發(fā)光性能。
通過將匯流排接到透明導(dǎo)電層上，將背面電極層的接線端接到電源上，并向EL器件施加電壓，從EL器件中發(fā)出光。
作為電源，可使用電池，如干電池、蓄電池、太陽電池等，或者由電源線通過變換器(它能改變電壓或頻率)向EL器件供給交流電，或者使電流在交流和直流之間變化。頻率約為50-1000Hz。施加的電壓通常約為3-200V。
本發(fā)明較佳的EL器件具有高發(fā)光效率，因此在比常規(guī)分散型器件所需的電壓低的電壓(如100V或更低)下，能發(fā)出具有足夠亮度(例如，50cd/m2或更高，更好是70cd/m2或更高)的光。較佳的EL器件具有高于41m/W的發(fā)光效率，更好是高于4.31m/W，最好是大于61m/W。
當(dāng)EL器件用于戶外時，較好是覆蓋有由例如聚酰胺樹脂制得的集水膜(water-capturing films)或者由例如聚四氟乙烯制得的防潮膜。
本發(fā)明EL器件中存在于從發(fā)光顆粒發(fā)出光線的光路中的任何分層，例如透明基材和粘合劑層可含有著色劑(如染料或顏料)以調(diào)節(jié)發(fā)光顏色。此外，在從發(fā)光顆粒發(fā)出光線的光路中可以提供包含發(fā)光染料、發(fā)光顏料等的波長轉(zhuǎn)換層，該層被發(fā)光顆粒發(fā)出的光激活，并發(fā)出光線，其波長不同于從發(fā)光層發(fā)出光線的波長。存在于從發(fā)光顆粒發(fā)出光線的光路中的含有發(fā)光染料或發(fā)光顏料的分層可用作波長轉(zhuǎn)換層。
實施例實施例1EL器件的制備本實施例制備包含具有圖1結(jié)構(gòu)的發(fā)光層的卷筒狀層合EL器件。
將寬320毫米、長60米的ITO/PET層合膜(商品名TCF-KPC300-75A，由OIKE Industries，Ltd.制造)(厚度為75微米；透光率為81％)用作卷筒狀透明基材。該膜具有ITO(氧化銦錫)的透明導(dǎo)電層，它是濺鍍到該膜的一個表面上而層合形成的。ITO層的厚度為50nm，表面電阻率為250Ω/平方。
用繞線棒刮涂器對上述透明基材的ITO表面施涂用于第一層粘合劑層的涂料，涂層重量為5克/米2，沿基材的縱向形成連續(xù)層。涂料是高介電常數(shù)的聚合物作為粘合劑樹脂(3M公司制造的四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物，商品名為″THV 200P″，其介電常數(shù)為10(于1kHz)，透光率為96％)溶解在乙酸乙酯和甲基異丁基酮的1∶1混合物中得到的15％(重量)的溶液。
在施涂涂料之后，用噴涂器(由NIKKA制造的K-III Spray)播撒熒光顆粒(Durel制造的615A，平均粒度為15-25微米；全部顆粒中粒度在5-35微米的顆粒的百分?jǐn)?shù)＝約100％；全部顆粒中粒度在5-10微米的顆粒的百分?jǐn)?shù)＝約3％；粒度用SEM測得(顆粒的數(shù)目n＝125))，于65℃干燥溶液層約1分鐘，然后于125℃干燥約3分鐘。如此形成層合件，其中基本上單層顆粒層(發(fā)光顆粒層)形式的熒光顆粒層通過粘合劑層粘合到透明導(dǎo)電層的背面。熒光顆粒嵌入粘合劑層中，以使得每個顆粒的約30％直徑埋入粘合劑層中。熒光顆粒的播撒量約為65克/米2，熒光顆粒層的厚度為33微米。此外，涂覆溶液以使得在ITO表面的每側(cè)留下寬度約為30毫米的外露部分(未涂覆部分)。
接著，涂覆用于第二層粘合劑層的涂料，以形成第一層相同的方式干燥。該涂料與用于第一層粘合劑層的涂料相同。接著，在第二層粘合劑層的背面施涂用于絕緣層的涂料，干燥形成絕緣層。
用于絕緣層的涂料組合物包含重量比為11∶26∶31∶31的上述THV 200P、鈦酸鋇、乙酸乙酯和甲基異丁基酮。用繞線棒刮涂機(jī)施涂涂料以使得干燥后的涂層重量為27克/米2，在與粘合劑層情況相同的條件下進(jìn)行干燥。鈦酸鋇為FUJITITANIUM Co.Ltd.的HPBT-1(商品名)。發(fā)光層的總厚度在干燥后為40微米。
在所得發(fā)光層中，發(fā)光顆粒層完全包埋在粘合劑層中，但它基本上不嵌入絕緣層中。此外，絕緣層和透明導(dǎo)電層的相對表面基本上互相平行，基本上是平的。
由此得到承載有發(fā)光層的透明基材，該基材具有沿縱向連續(xù)延伸的發(fā)光層。
然后，將密封用施用膠帶(application tape)(商品名2479H，由3M公司制造；寬度為18毫米)作為掩模粘合到承載有發(fā)光層的透明基材的ITO膜面上沿基材長度方向的每個邊緣部分，在每側(cè)留下寬度約為5毫米的外露表面。
最后，在承載有發(fā)光層的透明基材的涂覆表面(即具有發(fā)光層、掩模、外露ITO面的表面)上真空淀積鋁，然后除去掩模。由此，同時形成由鋁制得的背面電極和在兩個邊緣部分上的兩根匯流排。如此獲得本實施例的卷筒狀EL器件。
在3.0×10-4至5.0×10-4乇的室壓下以90米/分鐘的線速度進(jìn)行鋁的真空淀積。
在背面電極和兩根匯流排之間保留未淀積部分，匯流排既不與發(fā)光層也不與背面電極發(fā)生電氣相連。匯流排是條狀匯流排，沿縱向連續(xù)延伸，沒有不連續(xù)部分。
用掃描電子顯微鏡觀察本實施例EL器件的橫截面以檢查。相鄰熒光顆粒之間的空隙填滿了粘合劑樹脂，在這些空隙內(nèi)未觀察到絕緣顆粒。
從EL器件發(fā)光從所得卷筒狀EL器件(坯料產(chǎn)品)上切割矩形EL器件。然后，在背面電極和匯流排之間施加100V和400Hz的交流電，以使EL器件發(fā)光。在整個發(fā)光表面EL器件均勻地發(fā)光。矩形EL器件發(fā)光表面的平面尺寸為100毫米(長度)和100毫米(寬度)。
為了從EL器件發(fā)光，在ITO表面和背面電極之間連接電源(商品名PCR500L，由KIKUSUI Electronic Industries，Ltd.制造)，施加100V和400Hz的正弦波。
在暗室中用功率計(商品名WT-110E，由YOKOGAWA ELECTRICCORPORATION制造)和亮度計(商品名BM-8，由TOPKON CORPORATION制造)分別測量發(fā)光時的有效電功率P(W)和亮度L(cd/m2)。然后，根據(jù)上式計算亮度和發(fā)光效率η(1m/W)。結(jié)果是有效電功率為0.61W，亮度為83cd/m2，發(fā)光效率為4.31m(流明)/W。
比較例1按實施例1相同的方法制備本比較例的EL器件，不同的是省去第二層粘合劑層的形成，用絕緣層的涂料代替第二層的涂料加以施涂。
用掃描電子顯微鏡觀察該EL器件的橫截面。熒光顆粒之間的空隙被粘合劑樹脂還有絕緣顆粒所填滿。
按實施例1相同方法測得的該EL器件的有效電功率、亮度和發(fā)光效率分別為1.3W、103cd/m2和2.51m/W。
發(fā)光效率比實施例1的EL器件的發(fā)光效率約低40％。
實施例2按實施例1相同的方法制備本實施例的EL器件，不同的是將粘合劑層和絕緣層中的高介電聚合物變成氰基樹脂(商品名CR-M，由Shin-Etsu PolymerCo.，Ltd.制造；介電常數(shù)＝18)。
用掃描電子顯微鏡觀察該EL器件的橫截面以檢查。熒光顆粒之間的空隙填滿了粘合劑樹脂，但在這些空隙內(nèi)未觀察到絕緣顆粒。
按實施例1相同方法測得的該EL器件的有效電功率、亮度和發(fā)光效率分別為0.36W、75cd/m2和6.51m/W。
比較例2按實施例1相同的方法制備本比較例的EL器件，不同的是將“分散型”發(fā)光層用作發(fā)光層。分散型發(fā)光層是使用在100重量份用于形成上述粘合劑層的溶液中含有45重量份熒光顆粒的涂料來形成的。
按實施例1相同方法測得的該EL器件的有效電功率、亮度和發(fā)光效率分別為1.7W、65cd/m2和1.21m/W。發(fā)光效率比實施例1的EL器件的該值約低70％。
比較例3按比較例1相同的方法制備本比較例的EL器件，不同的是將粘合劑層和絕緣層中的高介電聚合物變成實施例2所用的氰基樹脂(商品名CR-M)。
用掃描電子顯微鏡觀察該EL器件的橫截面。熒光顆粒之間的空隙填滿了粘合劑樹脂和絕緣顆粒。
按實施例1相同方法測得的該EL器件的有效電功率、亮度和發(fā)光效率分別為0.74W、95cd/m2和4.01m/W。發(fā)光效率比實施例2的EL器件的該值約低40％。
發(fā)明效果本發(fā)明能提供具有增強(qiáng)發(fā)光效率的層合型EL器件。此外，按照本發(fā)明，不用分散涂料來形成發(fā)光層，能以高生產(chǎn)率制得具有大面積、高亮度和高發(fā)光效率的片狀EL器件。本發(fā)明的制造方法能夠由例如寬25-200厘米、長100-20,000米的卷筒狀透明基材坯料通過依次層合透明導(dǎo)電層、粘合劑層、發(fā)光顆粒層、絕緣層和背面電極來大規(guī)模制造具有大面積的片狀EL器件。
權(quán)利要求
1.一種場致發(fā)光器件，包含透明導(dǎo)電層，位于透明導(dǎo)電層背面的粘合劑層，發(fā)光顆粒層，包含大致單層的含發(fā)光顆粒的顆粒，該層通過粘合劑層施用在透明導(dǎo)電層的背面，包含絕緣顆粒的絕緣層，它位于發(fā)光顆粒層的背面，和位于絕緣層背面的背面電極，其中發(fā)光顆粒包埋在粘合劑層中。
2.一種場致發(fā)光器件，它包含透明導(dǎo)電層，位于透明導(dǎo)電層背面的粘合劑層，發(fā)光顆粒層，包含大致單層的含發(fā)光顆粒的顆粒，該層通過粘合劑層施用在透明導(dǎo)電層的背面，包含絕緣顆粒的絕緣層，它位于發(fā)光顆粒層的背面，和位于絕緣層背面的背面電極，其中發(fā)光顆?；旧喜磺度虢^緣層中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的場致發(fā)光器件，其特征在于透明導(dǎo)電層、發(fā)光顆粒層、絕緣層和背面電極沿透明導(dǎo)電層的長度方向連續(xù)延伸，該器件還包含至少一根與透明導(dǎo)電層的背面電氣相連的匯流排，其寬度小于透明導(dǎo)電層的寬度，沿透明導(dǎo)電層的長度方向連續(xù)延伸，該匯流排不與背面電極電氣相連。
4.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于在相鄰發(fā)光顆粒之間的空隙內(nèi)幾乎不存在或者不存在具有高介電常數(shù)的絕緣顆粒。
5.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于絕緣顆粒的介電常數(shù)至少為100。
6.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于絕緣顆粒的介電常數(shù)至少為1,000。
7.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于粘合劑層包含聚合物粘合劑樹脂，該粘合劑樹脂的介電常數(shù)低于50。
8.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于粘合劑樹脂包含選自偏二氟乙烯樹脂、偏二氯乙烯樹脂、氰基樹脂和它們的混合物中的聚合物。
9.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于背面電極和絕緣層互相接觸，它們的接觸表面大致是平的。
10.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于透明導(dǎo)電層和發(fā)光層互相接觸。
11.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于透明導(dǎo)電層的寬度寬于發(fā)光層的寬度。
12.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于發(fā)光顆粒層基本上不嵌入絕緣層中。
13.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于粘合劑層包含至少兩層。
14.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于粘合劑層包含玻璃泡。
15.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于發(fā)光顆粒層包含至少40體積％的發(fā)光顆粒。
16.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于發(fā)光顆粒包含熒光化合物。
17.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于所述器件還包含透明基材。
18.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于所述器件還包含透明基材，該基材包含顯示發(fā)光層發(fā)光顏色的互補(bǔ)色的染料。
19.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于透明導(dǎo)電層的表面電阻率為500Ω/平方或更小。
20.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于背面電極包含金屬膜。
21.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于所述器件是長度至少為1米的卷筒形式。
22.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于所述器件的發(fā)光效率大于41m/W。
23.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于所述器件的發(fā)光效率大于4.31m/W。
24.如以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件，其特征在于所述器件的發(fā)光效率大于61m/W。
25.以上權(quán)利要求中任一項所述的場致發(fā)光器件的制造方法，該方法包括以下步驟在透明導(dǎo)電層的背面或絕緣層的表面上施涂用于形成第一層粘合劑層的涂料，在涂料凝固之前在施涂的涂層上放置層狀的含發(fā)光顆粒的顆粒，在部分包埋顆粒層之后固化該涂層，形成第一層粘合劑樹脂和與該第一層粘合的發(fā)光顆粒層，在發(fā)光顆粒層上施涂用于形成第二層粘合劑層的涂料，固化該涂層，以將發(fā)光顆粒包埋在由第一層和第二層組成的粘合劑層中而不露出發(fā)光顆粒的表面，和將透明導(dǎo)電層和絕緣層中的另一層施用在包埋發(fā)光顆粒的粘合劑層上。
全文摘要
本發(fā)明提供了場致發(fā)光器件(10),它包含透明導(dǎo)電層(11)、位于透明導(dǎo)電層(11)背面的粘合劑層(12,14),包含大致為單層的含發(fā)光顆粒的顆粒的發(fā)光顆粒層(13),該層通過粘合劑層(12)施用在透明導(dǎo)電層(11)的背面,位于發(fā)光顆粒層(13)背面的包含絕緣顆粒的絕緣層(15),和位于絕緣層(15)背面的背面電極(16),其中發(fā)光顆粒(13)包埋在粘合劑層(12,14)中,或者發(fā)光顆?；旧喜磺度虢^緣層(15)。
文檔編號H05B33/12GK1337141SQ00802808
公開日2002年2月20日 申請日期2000年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月14日
發(fā)明者松本和己, 小林光明, 荒木好則, 阿部秀俊 申請人:美國3M公司